Séria znalostí · B10 · Inžinierstvo hriadeľov a ložísk

Šnekový prevod Výber ložiska — Výpočet axiálneho zaťaženia, radiálneho zaťaženia a životnosti L10

Závitovkový hriadeľ nesie axiálne zaťaženie 3 až 5-násobok tangenciálnej sily – rádovo vyššie ako hriadele so špirálovými ozubenými kolesami pri ekvivalentnom výkone. Väčšina predčasných porúch ložísk v závitovkových prevodoch je spôsobená výberom ložísk pre radiálne zaťaženie bez zohľadnenia tohto axiálneho axiálneho zaťaženia. Táto príručka poskytuje výpočty.

Vzorec pre axiálny ťahVýpočet radiálneho zaťaženiaL10 DoživotnosťVýber typu ložiska

Štruktúra valcového závitovkového kolesa 2

⚙ Korea Ever-Power Worm Gear Co., LtdAnsan-si, Gyeonggi-do, [email protected]

Porucha ložiska dva mesiace po výmene ozubeného kolesa

V marci v závode na spracovanie potravín vymenili závitovkové koleso na rohovom pohone dopravníka. V máji pohon opäť zlyhal – rovnaké príznaky, rovnaký hlukový profil. Údržbársky tím objednal ďalšie ozubené koleso a počas čakania na dodanie rozobral pohon, aby potvrdil spôsob poruchy. Boky zubov závitovkového kolesa boli bezchybné – od marcovej inštalácie sa ich takmer nedotkli. Ložiská závitovkového hriadeľa zlyhali: vonkajší krúžok pevného ložiska mal odlupovaciu trhlinu zodpovedajúcu únave z axiálneho preťaženia.

Vyšetrovanie odhalilo: dopravník používal spojenie klinovým remeňom od motora k závitovkovému hriadeľu s radiálnym napätím remeňa 2,5 kN na previs hriadeľa. Údržbársky tím vymenil ozubené koleso, ale nie ložiská – a neprepočítal, či existujúce ložiská (štandardné guľkové ložiská s hlbokou drážkou, séria 6206) dokážu zvládnuť kombinované radiálne a axiálne zaťaženie. Štandardné guľkové ložiská s hlbokou drážkou zvládajú axiálne zaťaženie približne 30% ich menovitej radiálnej únosnosti. Kombinované zaťaženie ložiska na tomto hriadeli prekročilo menovitú únosnosť 6206 1,8-krát. Ložisko bolo odsúdené na poruchu bez ohľadu na to, či bolo ozubené koleso vymenené alebo nie.

Hlavný problém: Hriadele závitovkových prevodov prenášajú radiálne zaťaženie (z tangenciálnej sily v zábere ozubených kolies, vonkajšieho napätia remeňa alebo reťaze) aj vysoké axiálne (axiálne) zaťaženie (z reakčnej sily v špirálovom zábere, ktorá sa snaží vytlačiť závitovkový hriadeľ pozdĺž jeho osi). Drážkové guľkové ložiská nie sú vhodné pre aplikácie so závitovkovými hriadeľmi, s výnimkou najľahších prevádzok. Správnou špecifikáciou pre závitovkový hriadeľ vo všetkých aplikáciách okrem najľahších sú guľkové ložiská s kosouhlým stykom alebo kuželíkové ložiská – v usporiadaní s pevným plávajúcim povrchom alebo chrbtom k sebe na zvládnutie obojsmerného axiálneho tlaku.

konštrukcia závitovkového prevodu 1
konštrukcia závitovkového prevodu 3

Axiálny ťah závitovkového hriadeľa – prečo je taký veľký

V závitovkovom prevode sa kontaktná sila zubov v mieste záberu rozkladá na tri zložky pôsobiace na každý hriadeľ: tangenciálnu (vytvárajúcu krútiaci moment), radiálnu (oddeľovacia sila kolmá na rozstupový valec) a axiálnu (axiálna sila pozdĺž osi hriadeľa). V špirálovom ozubenom páre je axiálna axiálna sila typicky 20-40% tangenciálnej sily. V závitovkovom prevode je tento vzťah zásadne odlišný a oveľa prísnejší pre závitovkový hriadeľ.

Komponenty sily závitovkového hriadeľa
Axiálny tlak závitovkového hriadeľa (=tangenciálna sila kolesa)
Fa1 = Ft2 = 2T2 / d2
T2 = výstupný krútiaci moment (Nm), d2 = priemer rozstupu kolies (m)
Tangensálna sila závitovkového hriadeľa
Ft1 = 2T1 / d1
T1 = vstupný krútiaci moment (Nm), d1 = priemer rozstupu závitovky (m)
Radiálna sila závitovkového hriadeľa
Fr1 = Fa2 = Ft2 x tan(alfa_n) / cos(lambda)
alfa_n = uhol normálneho tlaku (20 stupňov), lambda = uhol nábehu
Vzťah medzi axiálnym a tangenciálnym (závitovkový hriadeľ)
Fa1 / Ft1 = ix d1 / d2 = i / q
Pre i=50, q=12: Fa1 = 50/12 x Ft1 = 4,17 x Ft1

Kritický poznatok: pre závitovkový pohon s prevodovým pomerom 50:1 (q = 12) je axiálna sila na závitovkovom hriadeli 4,17-násobok tangenciálnej sily na závitovkovom hriadeli. Keďže väčšina inžinierov počíta zaťaženie ložiska z krútiaceho momentu hriadeľa a polomeru stúpania (udávajúce tangenciálnu silu), vypočítavajú iba 24% skutočného axiálneho zaťaženia ložiska. Ložisko závitovkového hriadeľa dimenzované len na tangenciálnu silu je pre axiálne zaťaženie poddimenzované faktorom 4. Toto je najčastejšia chyba pri konštrukcii ložiska závitovkového prevodu.

Výber typu ložiska – závitovkový hriadeľ vs. hriadeľ kolesa

Závitovkový hriadeľ – pevné ložisko

Guľôčkové ložisko s kosouhlým stykom (pár, chrbtom k sebe)

Pevné ložisko závitovkového hriadeľa musí niesť radiálnu záberovú silu aj plný obojsmerný axiálny posuv. Túto kombinovanú nosnosť zabezpečujú guľkové ložiská s kosouhlým stykom, ktoré sú uložené chrbtom k sebe (uskladnenie DB) alebo čelom k sebe (uskladnenie DF). Kontaktný uhol (zvyčajne 25 – 40 stupňov) určuje pomer axiálnej a radiálnej únosnosti – vyšší kontaktný uhol poskytuje väčšiu axiálnu únosnosť. Pre väčšinu aplikácií závitovkových hriadeľov sú vhodné ložiská s kosouhlým stykom s kontaktným uhlom 30 alebo 40 stupňov.

Závitovkový hriadeľ – plávajúce ložisko

Guľôčkové ložisko s hlbokou drážkou (iba radiálne, bez axiálneho uloženia)

Plávajúce ložisko na neaxiálnom konci závitovkového hriadeľa prenáša iba radiálnu zložku zaťaženia zo záberu a akékoľvek vonkajšie radiálne zaťaženie. Umožňuje axiálne tepelné rozťaženie hriadeľa bez vzniku axiálnej obmedzujúcej sily. Štandardné guľkové ložiská s hlbokou drážkou sú vhodné pre plávajúcu polohu, pretože sa tu neprenáša žiadne axiálne zaťaženie. Vŕtanie telesa plávajúceho ložiska je zvyčajne dimenzované tak, aby umožňovalo malý voľný axiálny pohyb (0,3 – 0,8 mm) na prispôsobenie sa tepelnej rozťažnosti.

Hriadeľ kolesa — obe ložiská

Guľkové ložiská s hlbokou drážkou alebo valčekové ložiská

Hriadeľ závitovkového kolesa prenáša výstupný krútiaci moment radiálne a reakčnú radiálnu silu záberu (Fr2). Axiálna sila na hriadeli kolesa (Fa2) sa rovná Fr1, radiálnej sile na hriadeli závitovkového kolesa – zvyčajne malej v porovnaní s radiálnou únosnosťou hriadeľa kolesa. Vo väčšine prípadov sú pre aplikácie s hriadeľmi kolies postačujúce štandardné guľkové ložiská s hlbokou drážkou. Pre aplikácie s vysokým výstupným krútiacim momentom (modul M8+, prevádzkový režim D3) môžu byť pre ich vyššiu radiálnu únosnosť uprednostňované valčekové ložiská.

Závitovkový hriadeľ – pridanie vonkajšieho zaťaženia

Kombinované zaťaženie: Sila siete + Napnutie remeňa/reťaze

Keď je závitovkový hriadeľ poháňaný z motora pomocou klinového remeňa alebo reťaze, napätie remeňa/reťaze pridáva k previsu hriadeľa radiálnu silu, ktorá môže presiahnuť radiálnu silu siete. Táto vonkajšia sila sa musí vektorovo pripočítať k radiálnej sile siete pre výpočet zaťaženia ložiska. Napätie remeňa pôsobí kolmo na rozpätie remeňa; radiálna sila siete pôsobí pozdĺž čiary medzi hriadeľmi. Výslednica závisí od uhla medzi nimi. V najhoršom prípade ich sčítajte lineárne: F_ložisko = F_remeň + F_radiálna_sita.

Výpočet životnosti ložiska — L10 hodín pre aplikáciu so závitovkovým hriadeľom

Výpočet životnosti ložiska podľa normy ISO (L10 – životnosť, pri ktorej sa očakáva, že identické ložiská 10% zlyhajú v dôsledku únavy materiálu) vyžaduje ekvivalentné dynamické zaťaženie ložiska P, ktoré kombinuje radiálnu a axiálnu zložku pre ložiská s kosouhlým stykom.

Postupnosť výpočtu životnosti L10
Krok 1: Výpočet ekvivalentného dynamického zaťaženia ložiska P
P = X x Fr + Y x Fa
X = súčiniteľ radiálneho zaťaženia, Y = súčiniteľ axiálneho zaťaženia (z katalógu ložísk, závisí od pomerov Fa/C0 a Fa/Fr), Fr = radiálne zaťaženie ložiska (N), Fa = axiálne zaťaženie ložiska (N)
Krok 2: Výpočet základnej životnosti L10 v miliónoch otáčok
L10 = (C/P)^p
C = základná dynamická únosnosť (N, z katalógu ložísk), P = ekvivalentné dynamické zaťaženie (N), p = 3 pre guľkové ložiská, 10/3 pre valivé ložiská
Krok 3: Prevod na prevádzkové hodiny
L10h = (L10 x 10^6) / (60 x n)
n = otáčky hriadeľa v ot./min. Výsledkom je životnosť L10 v hodinách
Krok 4: Použite faktor modifikácie životnosti
Lnm = a1 x a_ISO x L10
a1 = faktor spoľahlivosti (a1=1 pre spoľahlivosť 90%, 0,53 pre 95%), a_ISO = faktor systémového prístupu zohľadňujúci mazanie a kontamináciu

Pracovaný príklad: Závitovkový pohon 50:1, 3 kW, vstup 1450 ot./min.

Geometria ozubeného kolesa
z1=1, z2=50, m=4, d1=48 mm, d2=200 mm, lambda=1,52 stupňa, účinnosť 62%
Výstupný krútiaci moment
T2 = 3000 x 0,62 / (29,0 x pí/30) = 3000 x 0,62 / 3,036 = 612 Nm
Axiálny posuv závitovkového hriadeľa (Fa1)
Fa1 = 2T2/d2 = 2 x 612 / 0,200 = 6 120 N
Tangenciálna sila závitovkového hriadeľa (Ft1)
Ft1 = 2T1/d1 = 2 x (3000/3,036×0,62)/(0,048 x 2) = ??? Nech T1=P/(omega1) = 3000/(1450x2π/60) = 19,75 Nm; Ft1 = 2×19,75/0,048 = 823 N
Kontrola pomeru: Fa1/Ft1
6120/823 = 7,4x — axiálna os závitovkového hriadeľa je 7,4-krát tangenciálna
Ekvivalentné zaťaženie ložiska pre uhlový styk 7210 (chrbtom k sebe)
Fr=1200N (sieťovina + pás), Fa=6120N; z katalógu X=0,35, Y=0,57: P = 0,35×1200 + 0,57×6120 = 420 + 3488 = 3908 N
Životnosť L10 (7210, C=32500N, n=1450 ot./min.)
L10 = (32500/3908)^3 = 578 miliónov otáčok; L10h = 578e6/(60×1450) = 6644 hodín
Porovnanie s hlbokou drážkou 6210 (C=28100N, iba radiálna)
Nesprávne dimenzované iba pre radiálne zaťaženie: P_wrong = Fr = 1200N; L10h_wrong = (28100/1200)^3/(60×1450) = zdanlivých 56 000 hodín – ale skutočná Fa=6120N úplne preťažuje 6210: axiálna kapacita 6210 ~30% z C0=16500N = 4950N – 6120N túto kapacitu prekračuje

Päť bežných chýb v špecifikácii ložiska závitovkového prevodu

Chyba Čo sa pokazí Správny prístup
guľôčkové ložiská s hlbokou drážkou na závitovkovom hriadeli DGBB dokáže spracovať iba radiálne prevedenie 30% ako axiálne. Axiálne prevedenie závitovkového hriadeľa môže mať 4-7-násobok radiálneho preťaženia. Preťaženie ložiska v axiálnom smere - únava materiálu spôsobená odlupovaním v priebehu týždňov až mesiacov. Guľkové ložiská s kosouhlým stykom (pár chrbtom k sebe) alebo kuželíkové ložiská na pevnej (axiálnej) polohe ložiska.
Zabudnutie na napnutie remeňa alebo reťaze pri radiálnom zaťažení Napnutie klinového remeňa môže byť radiálne 1 500 – 4 000 N na previse hriadeľa. Ak nie je zahrnuté, ložisko Fr je dramaticky podhodnotené. Pripočítajte vektor sily napnutia remeňa k radiálnej sile siete. V najhoršom prípade použite súčet napnutia remeňa na tesnej strane a uvoľnenej strane.
Dimenzovanie oboch ložísk závitovkového hriadeľa ako pevných ložísk Dve pevné ložiská na závitovkovom hriadeli vytvárajú axiálne napätie, ktoré zabraňuje tepelnej rozťažnosti. Keď sa hriadeľ zahrieva, obe ložiská sú axiálne predpäté, čo urýchľuje únavu materiálu. Jedno pevné (axiálne) ložisko + jedno plávajúce ložisko. Plávajúce ložisko umožňuje axiálnu tepelnú rozťažnosť.
Použitie katalógového krútiaceho momentu na odhad zaťaženia ložiska Katalógový výstupný krútiaci moment je menovitý krútiaci moment pri menovitých podmienkach. Skutočné špičkové krútiace momenty (rozbeh, preťaženie) môžu byť 2 až 3-krát vyššie a môžu spôsobiť úmerne vyššie zaťaženie ložísk. Vypočítajte zaťaženie ložiska pri špičkovom prevádzkovom krútiacom momente (prevádzkový krútiaci moment x prevádzkový faktor), nie menovitý katalógový krútiaci moment.
Ignorovanie typu ložiska pri výmene chybného ložiska Ložisko, ktoré zlyhalo a bolo nesprávne špecifikované, zlyhaje znova, ak sa nahradí rovnakou nesprávnou špecifikáciou. Nahradenie rovnakého ložiska podobným ložiskom udržiava konštrukčnú chybu. Pri výmene chybného ložiska pred objednaním náhradného dielu overte, či bola pôvodná špecifikácia správna. Ak k poruche došlo predčasne, pôvodná špecifikácia môže byť jej hlavnou príčinou.

Presná výroba pre spoľahlivý výkon hriadeľa a ložiska

Štruktúra valcového závitovkového kolesa 1 konštrukcia závitovkového prevodu 4
dielňa na výrobu závitovkových prevodov 5 dielňa na výrobu závitovkových prevodov 6

Kórea Ever-Power

Produkty s údajmi o zaťažení ložiska pre správny výber ložiska

Sada závitovkových prevodov -- s údajmi o výpočte zaťaženia hriadeľa
Údaje o zaťažení ložiska zahrnuté / Sily závitovkového hriadeľa
Závitovkové koleso – s údajmi o výpočte zaťaženia hriadeľa
Spoločnosť Korea Ever-Power poskytuje údaje o zaťažení ložiska hriadeľa ako súčasť potvrdenia špecifikácie pre každú objednávku závitovkového prevodu, kde zákazník uvádza, že navrhuje usporiadanie ložiska. Údaje o zaťažení ložiska zahŕňajú: axiálnu silu závitovkového hriadeľa (Fa1 = Ft2 = 2T2/d2 pri menovitom krútiacom momente a pri špičkovom návrhovom krútiacom momente); radiálne zaťaženie závitovkového hriadeľa z tangenciálnych a radiálnych síl v zábere; a potvrdenie geometrie závitovkového hriadeľa (d1, d2, uhol stúpania) potrebné na výpočet zaťaženia ložiska. Tieto údaje nie sú štandardnou prepravnou dokumentáciou – poskytujú sa pri zadávaní objednávky na požiadanie. Údaje o zaťažení ložiska si môžete vyžiadať zahrnutím do dopytu po špecifikácii. Spoločnosť Korea Ever-Power nešpecifikuje usporiadanie ložiska zákazníka – výber ložiska zostáva zodpovednosťou zákazníka za návrh – ale na podporu tohto výberu sa poskytujú údaje o zaťažení ložiska z geometrie nášho prevodového prevodu.

Zobraziť / Vyžiadať

Dvojitá závitovková prevodovka -- Aplikácia kritická pre ložiská
Kompatibilné s kosoúhlym stykovým ložiskom / presná geometria hriadeľa
Dvojitá závitovková prevodovka – aplikácia kritická pre ložiská
Pre kĺbové pohony robotov, presné polohovače a sledovacie systémy, kde je usporiadanie ložísk závitovkového hriadeľa navrhnuté pre nosnosť aj minimálne priehyb pri kombinovanom zaťažení, poskytuje duplexná závitovková súprava ďalšiu výhodu: nastaviteľná vôľa umožňuje samostatnú optimalizáciu predpätia ložiska od vôle v zábere ozubených kolies. V štandardných závitovkových súpravách sa znížením vôle ložiska (predpätie ložísk pre tuhosť) mení zdanlivá vôľa, pretože priehyb ložiska prispieva k polohovej chybe. Duplexná závitovka oddeľuje tieto dva parametre: usporiadanie ložiska je optimalizované pre tuhosť; vôľa v zábere ozubených kolies sa samostatne nastavuje na cieľovú hodnotu. Geometria hriadeľa (d1, uhol nábehu, profil boku) potrebná na výpočet zaťaženia ložiska je uvedená v dodacej dokumentácii pre každú duplexnú závitovkovú súpravu.

Zobraziť / Vyžiadať

Analýza zaťaženia ložiska a kontrola špecifikácií
Konzultácie pri výbere ložísk / Podpora pri aplikácii
Analýza zaťaženia ložiska a kontrola špecifikácií
Pre inžinierske tímy, ktoré navrhujú systémy pohonu závitovkovými prevodmi, kde je výber ložiska kritickým konštrukčným parametrom – robotické kĺby so špecifikáciami priehybu, vysokocyklové automatizačné systémy s cieľovými životnosťami ložísk a stavebné zariadenia, kde je porucha ložiska udalosťou kritickou z hľadiska bezpečnosti – spoločnosť Korea Ever-Power poskytuje analýzu zaťaženia ložísk ako súčasť služby aplikačného inžinierstva. Odošlite špecifikáciu prevodového sústavy, vstupný výkon, otáčky motora, konfiguráciu montáže, vonkajšie zaťaženie (napnutie remeňa, zaťaženie reťaze, spojovacie sily) a cieľovú životnosť ložiska v hodinách. Spoločnosť Korea Ever-Power vypočíta sily v ložiskách závitovkového hriadeľa a hriadeľa kolesa, identifikuje požadovaný typ a usporiadanie ložiska a poskytne ekvivalentné dynamické zaťaženie P pre každú polohu ložiska, aby váš tím mohol dokončiť výpočet životnosti L10 podľa vami zvoleného katalógu ložísk. Táto služba je poskytovaná bezplatne pre objednávky zadané spoločnosti Korea Ever-Power a pre seriózne otázky týkajúce sa konštrukčného inžinierstva.

Zobraziť / Vyžiadať

Často kladené otázky o ložiskách

Výber ložiska závitovkového prevodu – otázky od strojárskych konštruktérov

Môj závitovkový hriadeľ je poháňaný špirálovým ozubeným kolesom – nie remeňom. Mení to výpočet vonkajšieho radiálneho zaťaženia?+

Áno. Vstup špirálového ozubeného kolesa pridáva radiálnu silu na závitovkový hriadeľ, ale tiež pridáva axiálnu silu. Tangenciálna sila špirálového ozubeného kolesa Ft_hel pôsobí tangenciálne na záber a prispieva k radiálnemu zaťaženiu závitovkového hriadeľa. Axiálna sila špirálového ozubeného kolesa Fa_hel pôsobí axiálne na závitovkový hriadeľ a pridáva alebo odčítava axiálnu silu Fa1 v zábere závitovky v závislosti od uhla závitu špirály špirálového ozubeného kolesa. Pri rovnakom uhle závitu sa sily sčítavajú; pri opačnom uhle závitu sa odčítavajú. Pred výberom axiálnej únosnosti pevného ložiska vždy skontrolujte znamienko kombinovanej axiálnej sily. Vstup špirálového ozubeného kolesa s rovnakým uhlom závitu ako závit závitu môže výrazne zvýšiť celkové axiálne zaťaženie závitovkového hriadeľa.

Môžem použiť kuželíkové ložiská namiesto guľkových ložísk s kosouhlým stykom pre pevné ložisko závitovkového hriadeľa?+

Áno, a pre vysokovýkonné závitovkové pohony (D3-D4, vysoký výstupný krútiaci moment) sa kuželíkové ložiská často uprednostňujú pred guľôčkovými ložiskami s kosouhlým stykom pre pevnú polohu ložiska. Kuželíkové ložiská majú vyššiu radiálnu a axiálnu únosnosť ako guľôčkové ložiská s kosouhlým stykom s rovnakým priemerom otvoru a sú vhodnejšie do znečisteného prostredia, pretože kontakt s valčekom vytvára vyššie zaťaženie valivého telesa pri kontaminácii časticami ako kontakt s guľôčkou. Kuželíkové ložisko vyžaduje nastavenie predpätia alebo pracovnej vôle pri inštalácii – ide o zložitejší postup nastavenia ako pri guľôčkových ložiskách s kosouhlým stykom v usporiadaní chrbtom k sebe, ale poskytuje vynikajúcu únosnosť a robustnosť pre náročné aplikácie.

Mám závitovkový prevod, kde vstup je z klinového remeňa. Ako vypočítam napínaciu silu remeňa pre výpočet zaťaženia ložiska?+

Efektívne napätie klinového remeňa (sila vytvárajúca krútiaci moment) sa rovná krútiacemu momentu motora vydelenému polomerom remenice: F_efektívne = T_motor / r_kladka. Celkové napätie remeňa pôsobiace radiálne na hriadeľ je vektorový súčet napätia na pevnej strane T1 a napätia na uvoľnenej strane T2: F_remeň = T1 + T2. Pre prevod s klinovým remeňom je T1/T2 = e^(mu_V x theta), kde mu_V je koeficient trenia klinového remeňa (~0,4-0,5) a theta je uhol opásania. Konzervatívna aproximácia pre výpočet zaťaženia ložiska: F_remeň = 2,5 x F_efektívne pre normálne napnutý pohon klinovým remeňom. Táto sila remeňa pôsobí radiálne v stredovej polohe remeňa na hriadeli a pridáva sa k radiálnej sile záberu. Kombinovaná radiálna sila Fr_celková pre výpočet ložiska je vektorový súčet F_remeňa a Fr_záberu v závislosti od uhla medzi nimi.

Ako dlho by mali vydržať ložiská v správne navrhnutom závitovkovom prevode?+

Pri správnom výbere ložiska (guľkové ložiská s kosouhlým stykom pre závitovkový hriadeľ, správny výpočet kombinovaného zaťaženia, správne usporiadanie montáže) by cieľová životnosť ložiska L10 mala zodpovedať alebo prekročiť životnosť ozubeného kolesa – zvyčajne 15 000 – 30 000 hodín pre priemyselné pohony. Ak je životnosť ložiska výrazne kratšia ako životnosť ozubeného kolesa, špecifikácia ložiska je nesprávna alebo montáž je nesprávna. V praxi sú poruchy ložísk v závitovkových prevodoch takmer vždy spôsobené jednou z troch príčin: nesprávny typ ložiska (DGBB, kde je potrebný kosouhlý styk), nesprávny výpočet zaťaženia (vonkajšie zaťaženie nie je zahrnuté) alebo nesprávna montáž (obe ložiská sú pevné, čo vytvára tepelné obmedzenie). Správne špecifikované a namontované ložisko v závitovkovom prevode by nemalo byť plánovanou náhradou počas životnosti ozubeného kolesa.

Aké je správne predpätie pre guľkové ložiská s kosouhlým stykom namontované chrbtom k sebe na závitovkovom hriadeli?+

Veľkosť predpätia závisí od veľkosti ložiska, podmienok zaťaženia a otáčok. Všeobecné odporúčanie: stredné predpätie (typicky 1-3% so základnou dynamickou únosnosťou C) pre priemyselné závitovkové prevody pri normálnych otáčkach (závitovkový hriadeľ 500 – 1 500 ot./min). Ľahké predpätie pre vysokorýchlostné pohony (závitovkový hriadeľ nad 1 500 ot./min), aby sa zabránilo nadmernému vytváraniu tepla z valivého kontaktu ložiska pri predpätí. Veľké predpätie pre požiadavky na vysokú tuhosť (presné robotické spoje, polohovacie systémy), kde je potrebné minimalizovať priehyb hriadeľa pri zaťažení. Predpätie je možné aplikovať pomocou rozperných vložiek ložiska medzi vnútornými krúžkami, pomocou pružných podložiek alebo pomocou uťahovacieho momentu montážnej matice. Konkrétne označenie ložiska a otáčky hriadeľa nájdete v tabuľke predpätia výrobcu ložísk.

Môj závitovkový prevod vydáva hrkotavý zvuk, ktorý sa mení s rýchlosťou hriadeľa, ale nie je na úrovni záberovej frekvencie. Mohol by to byť problém s ložiskom?+

Áno, takmer určite. Hluk ložiska v závitovkovom prevode má odlišný charakter od hluku záberu ozubeného kolesa: hluk ložiska zvyčajne produkuje širokopásmové dunenie alebo syčanie, ktoré sa zvyšuje s rýchlosťou, a nie tónový šum na frekvencii záberu a jej harmonických, ktoré produkujú problémy so záberom ozubeného kolesa. Na rozlíšenie: vypočítajte frekvenciu záberu (otáčky závitovkového hriadeľa x z1 / 60 Hz). Ak dominantná frekvencia šumu kopíruje rýchlosť hriadeľa, ale NIE JE na frekvencii záberu alebo jej harmonických, hluk pochádza skôr z kontaktu valivých telies v ložiskách než zo záberu ozubeného kolesa. Konkrétne frekvencie defektov ložiska (vnútorný krúžok BPFI, vonkajší krúžok BPFO, valivý prvok BSF) je možné vypočítať z geometrie ložiska, ak je k dispozícii, čo poskytuje ešte presnejšiu identifikáciu.

Aké usporiadanie ložísk by som mal použiť pre vertikálny závitovkový hriadeľ (motor hore, výstupný hriadeľ dole)?+

Vertikálna orientácia závitovkového hriadeľa mení smer tiaže vzhľadom na os hriadeľa. Pri vertikálnej orientácii pôsobí tiaže závitovkového hriadeľa smerom nadol pozdĺž osi hriadeľa – čím sa zvyšuje axiálne zaťaženie ložiska na spodnom ložisku a potenciálne sa znižuje zaťaženie horného ložiska. Pre vertikálne hriadele: spodné ložisko musí byť pevné (axiálne) ložisko, schopné niesť axiálnu silu Fa1 v zábere závitovky aj zložku tiaže hriadeľa pôsobiacu nadol. Horné ložisko je plávajúce ložisko. Overte, či je tiaževá zložka tiaže hriadeľa zahrnutá do výpočtu axiálneho zaťaženia pre spodné pevné ložisko. Pre závitovkový hriadeľ v module M5 môže byť tiaževá zložka tiaže hriadeľa 3 – 8 kg – čo vytvára axiálne zaťaženie 30 – 80 N z tiaže, čo je malé v porovnaní s typickými axiálnymi zaťaženiami niekoľkých kN, ale malo by sa to potvrdiť.

Ako mám špecifikovať osadenie hriadeľa a otvor v telese pre správnu montáž ložiska s kosouhlým stykom?+

Guľkové ložiská s kosouhlým stykom montované chrbtom k sebe vyžadujú presné rozmery osadenia hriadeľa a podmienky otvoru telesa pre správne uloženie. Kritické parametre: výška osadenia hriadeľa by mala byť medzi 50% a 80% výšky vnútorného krúžku ložiska, aby sa zabezpečila dostatočná kontaktná plocha bez interferencie s valivými telesami. Priemer osadenia hriadeľa nesmie presiahnuť priemer vonkajšieho okraja vnútorného krúžku. Tolerancia otvoru telesa by mala byť H7 pre rotujúce zaťaženie vnútorného krúžku hriadeľa (čo platí pre závitovkový hriadeľ), pričom by sa zabezpečila mierna interferencia, aby sa zabránilo otáčaniu vnútorného krúžku na hriadeli pod zaťažením. Vonkajší krúžok v telese: tolerancia K7 pre pevné ložiská, H7 alebo J7 pre plávajúce ložiská. Náplň plastického maziva pre ložiská závitovkového hriadeľa: 1/3 až 1/2 voľného priestoru v dutine telesa ložiska, viac ako toto množstvo spôsobí prehrievanie v dôsledku viskózneho vírenia.

Získajte údaje o zaťažení ložísk pre vašu aplikáciu závitovkového prevodu

Zadajte vstupný výkon, otáčky motora, prevodový pomer, montážnu konfiguráciu a vonkajšie zaťaženie. Spoločnosť Korea Ever-Power poskytuje údaje o zaťažení ložiska (axiálna axiálna sila závitovkového hriadeľa, radiálne zaťaženie v oboch polohách ložiska) na podporu výpočtu výberu ložiska.

Redaktor: Cxm

VR prehliadka našej továrne

TAGY:Šnekový prevod | závitovkový prevodový šnekový prevod